Question

Determine la rapidez máxima que se puede lograr con una esfera de acero de 19.61N, medidos en la Tierra, sujeta al extremo de una cuerda delgada. La esfera, esencialmente sin peso, está siendo impulsada en un círculo de 2m de radio por un astronauta en el espacio. La cuerda tiene resistencia a la ruptura igual a 16N.

Answer 1

Respuesta:

Explicación:

Masa de la esfera = peso de la esfera en la Tierra / g en la Tierra

m = 19,61 N / 9.8 m/s^2 = 2 kg

La fuerza centrípeta Fc que actúa sobre la esfera cuando gira es

Fc = m · v^2 / r

La única fuerza que actúa sobre la esfera es la que ejerce la cuerda sobre ella, que es igual a la tensión de la cuerda. Como actúa hacia la mano del astronauta, es decir, hacia el centro del círculo que describe, la tensión es la fuerza centrípeta. Como tiene un valor máximo, se corresponderá con un valor máximo para la rapidez.

Fc(máx) = m · v(máx)^2 / r

de donde

v(máx)^2 = Fc (máx) · r / m = 16 · 2 / 2 = 16 m^2/s^2

v(máx) = 4 m/s